Извлекаемая мостовая пробка
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для отсечения от места проведения технологических операций забоя скважины. В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить надежность спуска и извлечения мостовой пробки и упростить процесс ее установки. Извлекаемая мостовая пробка содержит корпус, шток, уплотнительные манжеты, направленные в разные стороны, конусные втулки с сухарями, якорь-центратор в виде пластинчатых пружин и механизм установки и извлечения пробки из скважины. Механизм установки и извлечения пробки из скважины содержит механический разъединитель с одной стороны соединенный с предохранительной муфтой, имеющей возможность двухстороннего вращения, а с другой - с нагрузочной подпружиненной втулкой, отсоединяемой от разъединителя, взаимодействующей с корпусом и имеющей возможность перемещения штока относительно корпуса в полости ограниченной в верхней и нижней частях подпружиненными клапанами, при этом шток сопряжен посредством пальца, установленного в пазу штока, с якорем-центратором, снабженным пружинами сжатия.
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для отсечения от места проведения технологических операций забоя скважины.
Известен пакер - пробка, включающий корпус, ствол, уплотнительный элемент, конусные втулки, связанные со шлипсами, тяговый узел посадочного инструмента в виде полого цилиндра, охватывающего ствол, см. патенты на полезные модели Российской Федерации №42854 по кл. Е 21 В 33/12, Е 21 В 33/134, опубл. 2004 г., №41333 по кл. Е 21 В 33/12, Е 21 В 33/134, опубл. 2004 г.
Известна мостовая пробка, включающая корпус в виде стакана, узел установки в виде труб, связанных с корпусом, обратный клапан, уплотнительный элемент, ступенчатый патрубок, ступенчатый поршень и ступенчатую втулку, зафиксированную на корпусе срезными винтами, см. патенты на изобретения Российской Федерации №2045657 по кл. Е 21 В 33/14, Е 21 В 33/12, опубл. 1995 г., №2068942 покл. Е 21 В 33/12, опубл. 1996 г.
Известно устройство для изоляции и разобщения пластов в скважине, включающее корпус, ствол, уплотнительную манжету, нижний и верхний конусы с размещенными в них шлипсами, фиксатор, механизм установки
в виде цилиндра с размещенным на нем кольцевым поршнем-толкателем, см. патент на изобретение Российской Федерации №2235851 по кл. Е 21 В 33/13, Е 21 В 33/12, опубл. 2004 г.
Все известные устройства для разобщения пластов при эксплуатации, капитальном ремонте и консервации требуют значительных затрат времени и средств на разбуривание их в скважине.
Известно устройство для нефтяных и газовых скважин при их герметизации, содержащее корпус, шток, уплотнительные манжеты, направленные в разные стороны, конусные втулки с сухарями, якорь-центратор в виде пластинчатых пружин и механизм установки и извлечения устройства из скважины, см. патент на изобретение Российской Федерации №2100568 покл. Е 21 В 33/134, Е 21 В 33/129, опубл. 1997 г.
Данное техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.
Однако оно обладает недостатками.
В прототипе при установке устройства в скважину для достижения герметичного соприкосновения его со стенкой скважины используют тросовое соединение с поверхностью земли, управляемое гидравлически, это снижает надежность и усложняет процесс эксплуатации.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить надежность спуска и извлечения мостовой пробки и упростить процесс ее установки.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что извлекаемая мостовая пробка содержит корпус, шток, уплотнительные манжеты, направленные в разные стороны, конусные втулки с сухарями, якорь-центратор в виде пластинчатых пружин и механизм установки и извлечения пробки из скважины.
Механизм установки и извлечения пробки из скважины содержит механический разъединитель с одной стороны соединенный с предохранительной муфтой, имеющей возможность двухстороннего вращения, а с другой - с нагрузочной подпружиненной втулкой, отсоединяемой от разъединителя, взаимодействующей с корпусом и имеющей возможность перемещения штока относительно корпуса в полости ограниченной в верхней и нижней частях подпружиненными клапанами, при этом шток сопряжен посредством пальца, установленного в пазу штока, с якорем-центратором, снабженным пружинами сжатия.
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, содержащие сведения о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображен общий вид извлекаемой мостовой пробки (разрез). Извлекаемая мостовая пробка содержит:
Механизм установки и извлечения пробки из скважины 1,
- предохранительную муфту 2,
- механический разъединитель 3,
- верхнюю захватывающую часть (разъединителя 3) 4,
- нижнюю захватывающую часть (разъединителя 3) 5.
Нагрузочную подпружиненную втулку 6.
Корпус 7,
- паз (в корпусе 7) 8.
Шток 9,
- паз (в штоке 9) 10,
- палец (в пазе 10) 11.
Полость (между корпусом 7 и штоком 9) 12.
Подпружиненные клапаны (с двух сторон полости 12) 13 и 14.
Манжеты 15 и 16.
Конусные втулки 17 и 18.
Сухари 19 и 20.
Якорь-центратор 21,
- пружины сжатия (в якоре-центраторе 21) 22.
Разгрузочный центратор 23.
Извлекаемая мостовая пробка содержит механизм 1 установки и извлечения ее из скважины, состоящий из предохранительной муфты 2 и механического разъединителя 3. Предохранительная муфта 2 выполнена с возможностью двухстороннего вращения. Механический разъединитель 3 выполнен с верхней 4 и нижней 5 захватывающими частями и имеет возможность поворота на 90-180 градусов при осуществлении соединения и разъединения. Верхняя захватывающая часть 4 соединена с предохранительной муфтой 2. Извлекаемая мостовая пробка содержит нагрузочную подпружиненную втулку 6. Нижняя захватывающая часть 5 механического разъединителя 3 соединена с нагрузочной подпружиненной втулкой 6. Нагрузочная подпружиненная втулка 6 установлена на штоке 9. Шток 9 размещен в корпусе 7. Между штоком 9 и корпусом 7 образована полость 12, с верхней и нижней сторон которой установлены подпружиненные клапаны 13 и 14, соответственно. На корпусе 7 размещены манжеты 15 и 16, направленные в разные стороны, конусные втулки 17 и 18 и сухари 19 и 20. В нижней части корпуса 7 установлен разгрузочный центратор 23. Между конусными втулками 17 и 18 установлен якорь-центратор 21, снабженный пружинами сжатия 22. Якорь-центратор 21 имеет возможность перемещения вдоль оси корпуса 7. Шток 9 имеет паз 10, в котором установлен палец 11. Корпус 7 имеет паз 8. Палец 11 размещен в пазе 8 корпуса 7
и в якоре-центраторе 21. Якорь-центратор 21 обеспечивает работу мостовой пробки по всему диапазону толщин стенок обсадной трубы и является шаровой опорой для равновесного положения манжет 15 16 и сухарей 19, 20, обеспечивающих надежное удержание мостовой пробки и уплотнение обсадной трубы.
Спуск, установку и извлечение мостовой пробки из скважины осуществляют следующим образом.
Мостовую пробку спускают в скважину на необходимую глубину, ниже которой воздействие на скважину не допускается.
В процессе спуска мостовой пробки в скважину манжеты 15 и 16 скользят по стенке обсадной трубы, уплотняя ее, а колонна труб через предохранительную муфту 2, механический разъединитель 3 и нагрузочную подпружиненную втулку 6 давит на шток 9, который смещается относительно корпуса 7 и открывает подпружиненный клапан 14. Жидкость из под мостовой пробки проходит через подпружиненный клапан 14, отжимает подпружиненный клапан 13 и перетекает в затрубное пространство над мостовой пробкой. При этом шток 9 пальцем 11 перемещает якорь-центратор 21, не давая возможности конусным втулкам 17 и 18 соприкасаться с сухарями 19 и 20, а нагрузочная подпружиненная втулка б перемещает синхронно корпус 7.
В точке установки мостовой пробки производят вращение колонны
труб влево с одновременным подъемом. В механизме 1 установки и извлечения мостовой пробки из скважины работает предохранительная муфта 2. которая ограничивает крутящий момент передаваемый на шток 9, чтобы не разрушить его. Происходит разъединение механического разъединителя 3. Верхняя захватывающая часть 4 поднимается на поверхность, нижняя захватывающая часть 5 остается в скважине. При этом нагрузочная подпружиненная втулка 6 приподнимается над корпусом 7, а подпружиненные клапаны 13 и 14 закрываются. Происходит разобщение пространства скважины над мостовой пробкой и под ней.
Если давление в скважине больше под мостовой пробкой, чем над ней, то жидкость давит на манжету 16, которая вместе с корпусом 7 стремится подняться. Якорь-пентратор 21, в это время, удерживает сухари 19 и 20 на месте, поэтому конусная втулка 18, перемещаясь вместе с корпусом 7, разжимает сухари 20, которые захватывают обсадную трубу и держат мостовую пробку на месте.
Если давление в скважине больше над мостовой пробкой, то жидкость давит на манжету 15. Корпус 7 с конусной втулкой 17 смещается на сухари 19, которые расходятся до обсадной трубы и удерживают мостовую пробку от сползания вниз.
Разгрузочный центратор 23, установленный на корпусе 7, обеспечивает разгрузку веса корпуса 7 на стенку обсадной трубы и исключает весового
воздействия во время работы мостовой пробки.
Для подъема мостовой пробки необходимо спустить на трубах верхнюю захватывающую часть 4 с предохранительной муфтой 2 на нижнюю захватывающую часть 5 механического разъединителя 3. В процессе соединения, весом колонны труб, предохранительная муфта 2 защищает шток 9 от крутящего момента соединения. Нагрузочная подпружиненная втулка 6 коснется корпуса 7 и переместит шток 9 в крайнее нижнее положение. Палец 11 синхронизирует размещение в этот момент корпуса 7, якоря-центратора 21 и самого штока 9. Подпружиненный клапан 14 откроется и, если было давление под мостовой пробкой, сравняет его с давлением над мостовой пробкой.
При подъеме мостовой пробки из скважины шток 9 с нагрузочной подпружиненной втулкой 6 приподнимутся над корпусом 7. При этом подпружиненный клапан 14 закроется, а подпружиненный клапан 13 откроется штоком 9. Палец 11 переместится в пазах 8 корпуса 7 и синхронизирует размещение друг относительно друга корпуса 7, штока 9 и якоря-центратора 21 таким образом, что конусные втулки 17 и 18 не смогут контактировать с сухарями 19 и 20 и мостовую пробку можно будет извлечь из скважины. В процессе подъема мостовой пробки жидкость над мостовой пробкой будет перетекать через подпружиненный клапан 13, который открыт штоком 9, и подпружиненный клапан 14, отжимая его.
В конструкции извлекаемой мостовой пробки использованы конструктивные детали и элементы, широко применяемые в нефтегазодобывающей промышленности, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».
Извлекаемая мостовая пробка, содержащая корпус, шток, уплотнительные манжеты, направленные в разные стороны, конусные втулки с сухарями, якорь-центратор в виде пластинчатых пружин и механизм установки и извлечения пробки из скважины, отличающаяся тем, что механизм установки и извлечения пробки из скважины содержит механический разъединитель с одной стороны, соединенный с предохранительной муфтой, имеющей возможность двухстороннего вращения, а с другой - с нагрузочной подпружиненной втулкой, отсоединяемой от разъединителя, взаимодействующей с корпусом и имеющей возможность перемещения штока относительно корпуса в полости, ограниченной в верхней и нижней частях подпружиненными клапанами, при этом шток сопряжен посредством пальца, установленного в пазу штока, с якорем-центратором, снабженным пружинами сжатия.
